土工膜在水利防渗工程中的应用分析

2021-01-08张青容

河南建材 2021年11期

张青容

广东水电二局股份有限公司（511340）

水利工程在社会经济与社会民生发展过程中有着极为重要作用，在水利工程建设过程中应注重土工膜的工程质量，充分发挥水利工程应用功能，确保水资源得到有效调节。在水利工程施工过程中，防渗施工是较为关键的施工环节，也是各个建筑工程主体必须慎重考虑和认真解决的问题。近年来，土工膜作为一种新型防渗施工材料，在水利工程防渗施工过程中有着较为广泛的应用，并在防渗施工方面表现出了较为明显的应用优势。因此，加强对土工膜在水利工程防渗施工中应用分析、探究有着十分重要的现实意义，同时这也是水利工程防渗施工的研究方向。

1 土工膜相关概述

土工膜是一种复合聚乙烯材料，主要包括无纺土工布、编织土工布等，采用复合法对这些材料进行淋膜加工进而得到新型材料。和其他材料相比，土工膜材料无论是在延展性还是在抗拉伸强度等方面都具备较为显著应用优势。土工膜在生产过程中采用高分子材料，应用了防老化剂，进而能够在非常规温度环境下使用。通常来说，土工膜主要发挥着防渗效果，其工作原理在于采用防渗负荷土工膜，具有不透水的能力，可以将堤坝和水分隔开。将土工膜运用到水利渠道施工中，可以起到提高磨损能力、增强延展性以及强化抗渗能力的效果，能够确保渠道防渗效果[1]。对比普通防渗材料，土工膜抗氧化能力更为显著，可以运用到不同类型渠道当中，有效解决各类渠道基面沉降不均匀等问题。

1.1 在应用设计方面要求

土工膜设计不但需要满足材料自身使用要求，同时也需要对原坝体、渠道联合有效应用有着较高要求。因此，在工程施工过程中需结合工程实际对土工膜应用进行针对性设计。通常来说，土工膜在应用设计方面主要包括了组成、规格、厚度、上下垫土层等方面内容。其中，组成设计常用布袋与PE复合防渗膜方式，规格设计采用矩形方式进行规划布局，厚度设计主要是以上下垫土层规划为依据，上下垫土层设计则是依据水利工程建设实际进行综合考虑。

1.2 土工膜施工工艺要求

确定土工膜施工工艺，需在设计工作全面结束之后，结合设计情况进行确定。在施工前，施工企业应结合施工实际情况合理选择施工材料。应用无纺土工织物加工土工膜，结合土工膜密度进行材料性能评价。具体施工时应对土工膜施工坡度进行合理确定，确保其与原坝体、渠道坡度相同，在重新平整原有土体后再施工。施工应采用成块铺设方式，确保各施工块之间紧密衔接。为了确保较好防渗效果，施工现场不可使用粒径较大砂石，并在铺设土工膜之后立即进行黏土覆盖[2]。

1.3 土工膜防渗形式

“上堵下排”是水利工程防渗施工原则，其中“上堵”分为三种类型，分别为堤基垂直防渗墙、堤身迎水坡土工膜防渗墙、水平防渗墙。堤基垂直防渗墙是对已经建成堤防防渗工程进行加固，利用垂直铺型技术，对垂直防渗墙进行合理建造。对新建堤防施工应确保堤防填筑和土工膜心墙同时进行同步上升，并且在进行土工膜铺设时应采用锯齿形方式进行铺设，避免堤身出现沉陷问题。堤身迎水坡土工膜防渗墙类型，土工膜设置要结合实际采用两面进行细粒垫层合理设置，或者是采用一面进行垫层设置，一面进行保护层设置方式。垫层施工应尽可能采用中粗砂，也可以采用粒径为1～2cm碎石。除了要设置垫层，有时根据实际情况还需要进行过滤层设置，方便实现和堤身填料较好衔接，在便于施工同时实现较好防渗效果。水平防渗铺盖形式，指是对透水层较厚情况，其他防渗形式在经济性与可行性上无法实现较好防渗效果时，可采用水平铺盖方式进行防渗。“下排”指的是背水坡排水，具备开陶导渗措施以及做反滤体等[3]。

2 土工膜在水利工程防渗中具体应用

2.1 材料选择

在正式施工之前，施工企业应根据施工设计需要选择合适土工膜，并与供应商签订供应合同，对材料质量、数量及运输方式等进行协商约定。供应方应严格按照合同约定将材料运送至施工现场。在材料验收进场过程中，施工企业应安排专业质量检验人员进行土工膜材料入场检验，确保进场材料质量合格，并且严格按照相关规定对材料进行妥善存储保管。

2.2 准备工作

首先，在正常使用土工膜前需要仔细检测其质量，严格根据作业要求确定土工膜尺寸、质量，并且由正规渠道购买土工膜。土工膜必须具备使用说明书、质量合格证明等资质文件方可投入使用。而且在进场前还需要随机抽取和复查土工膜质量，从根本上保证质量达标。

其次，在使用土工膜前，需要结合具体施工部位以及要求将其剪裁成相应长度，并将其拼接为大小适宜的块体，还需要将宽约10cm的拼缝带预留于边上，为后续施工提供便利[4]。

2.3 基面清理

施工企业在土工膜正式铺设前，需先合理组织安排施工人员，对工程基面进行全面清理，确保基面干净无杂质，并对基面进行平整，避免基面杂质或者基面不平整导致施工过程中土工膜发生损伤。基面清理标准为：坡面平整、平实、干净、无杂物。此外，施工人员还应加强对施工现场基面砂料的全面排查，避免垫层等存在较大碎石或者其他异物，及时对相关砂料进行摊铺。

2.4 锚固作业

土工膜的锚固主要分为上部锚固与下部锚固。上部锚固主要是将一定长度的土工膜镶嵌于混凝土压顶底部，随后采取现浇混凝土压顶的方式来完成锚固。下部锚固则主要是将相应长度的土工膜镶嵌于浆砌石齿墙基础底部，并进行M7.5 块石齿墙砌筑作业。锚固施工质量优劣是影响封闭防渗体建设施工质量的主要原因，所以务必要在下部锚固、坡面土工膜敷设、拼接等作业完毕后方可实施上部锚固[5]。

2.5 土工膜摊铺施工

在土工膜摊铺施工前，施工人员应加强对外观等方面检查，确定土工膜不存在质量问题。若是土工膜出现了机械性损伤，则应结合损伤程度采取相应处置方法。若是损伤较轻则进行有效修补处理后继续使用。若是损伤程度较为严重，则应进行整体更换。应尽量选择晴朗天气进行铺设施工，严格按照工艺流程及施工顺序继续人工铺设。在具体铺设过程中，可以采取渠底、坡面以及顺着渠道轴线水平滚铺等方式进行，在铺设完毕且达到相应标准后能够朝着顺坡面轴线方向实施滚铺，让其能够和渠底土工膜十字连接。铺设时对气候也有一定要求，尽量避免在空气湿度较大、温度较低的季节进行铺设，避免出现集中应力的现象而影响到铺设质量与进度。在铺设过程中，要确保铺面以及土工膜的平整，防止产生皱褶。要求作业人员穿软底胶鞋或平地布鞋，防止人为因素对土工膜造成影响。如若出现受损现象则要马上采取补救措施。

2.6 铺设保温板和预制混凝土板

通常将厚度为3cm聚苯乙烯保温板敷设于土工膜表面，随后再将厚度6cm预制混凝土板敷设上去。在铺设边坡面土工膜质量达标后需要立即做好保温板压盖的铺设工作，避免受阳光直晒、风吹而加速老化，并且铺砌混凝土预制板对土工膜起到有效的保护作用。

2.7 热熔焊接施工

在现场施工，一般采用热熔焊接方式进行复合土工膜焊接施工。

首先，进行土工膜现场拼接。合理控制土工膜施工幅度与宽度，保证拼接位置沿渠道轴线方向从上游膜压到下游膜上方，确保同一断面位置上边坡上方膜应覆盖至坡面下方膜。

其次，正确处理搭接位置。在焊接之前，清扫焊接位置，确保焊接区域干燥、整洁，无油污、灰尘污染。

最后，对土工膜进行焊接施工。焊接时，严格控制焊接流程，避免出现焊接脱空、起皱等问题，保证较好的焊接施工效果。在完成焊接之后，应检测焊接缝，及时修补不合格焊接，或重新焊接，确保焊接施工质量。焊接时还需将气候方面因素考虑在内，尽可能避免下雨天实施焊接。要确保焊接温度在200℃～300℃，避免温度太高影响到焊缝附近材料性能，而温度太低则无法达到土工膜材料规定熔点，难以实现焊接融合。

2.8 回填覆盖施工

在焊接施工之后，应做好防晒措施，避免阳光暴晒导致土工膜发生老化失效，确保土工膜防渗效果。施工企业应及时对检测合格的土工膜回填覆盖。回填覆盖较为常用的方法是现浇混凝土面板覆盖法。在覆盖时切忌不能在土工膜上堆放材料，以免土工膜遭受损伤。确保回填覆盖层厚度在20cm以上才能采用轻型机械进行碾压施工[6]。